کانادا قدیمی‌ترین سنگ‌های زمین را کشف کرد

کانادا قدیمی‌ترین سنگ‌های زمین را کشف کرد

بررسی‌های تازه‌ای که در کمربند نووآگیتوک گرین‌استون واقع در شمال کانادا انجام شده است، ادعای کشور کانادا مبنی بر وجود سنگ‌هایی از دوران هادئن، قدیمی‌ترین دوره زمین‌شناسی، را به‌شدت تقویت کرده است. اگر این یافته‌ها تأیید شوند، این سنگ‌ها به احتمال قوی قدیمی‌ترین نمونه‌های سنگی موجود بر روی کره زمین خواهند بود. اهمیت این موضوع از آنجا ناشی می‌شود که یافتن چنین سنگ‌های کهن و حفظ آن‌ها در سطح زمین به دلایل مختلف از جمله فرآیندهای زمین‌شناسی بسیار دشوار است.

به گزارش رسانه اخبار فناوری تک فاکس، پوسته زمین به‌طور مداوم تحت تأثیر فرآیندهای تکتونیکی، فعالیت‌های آتشفشانی و فرسایش سطحی قرار دارد که موجب بازسازی مداوم آن می‌شود. این تغییرات باعث شده‌اند تا تقریبا هیچ اثری از نخستین پوسته زمین که در ابتدای شکل‌گیری آن از اقیانوس ماگمای اولیه به وجود آمده بود، باقی نماند. همچنین، تعیین دقیق سن سنگ‌های قدیمی با توجه به پیچیدگی‌های علمی، کاری بسیار دشوار است که باعث شده تشخیص دقیق قدیمی‌ترین بازمانده‌های زمین چالش‌برانگیز باشد. با این حال، کمربند نووآگیتوک گرین‌استون که در سواحل شرقی خلیج هادسون واقع شده است، به عنوان یکی از گزینه‌های اصلی برای میزبانی از این سنگ‌های باستانی شناخته شده است.

مطالعات زمین‌شناسی بر روی سنگ‌های این کمربند نشان می‌دهد که سن آن‌ها بین ۳٫۷۷ میلیارد تا ۴٫۳ میلیارد سال تخمین زده شده است. این بازه زمانی در مقایسه با عمر تقریبی زمین که حدود ۴٫۷ میلیارد سال است، بسیار قدیمی محسوب می‌شود، خصوصاً با در نظر گرفتن این نکته که در نخستین مراحل تشکیل زمین، دمای آن به حدی بالا بود که امکان شکل‌گیری سنگ‌ها وجود نداشت. بنابراین، سنگ‌های نووآگیتوک از جمله قدیمی‌ترین سنگ‌های شناخته شده روی زمین محسوب می‌شوند و یافتن نمونه‌هایی با چنین قدمتی بسیار نادر و حائز اهمیت است.

در زمین‌شناسی، مرز زمانی میان دوران هادئن و دوران آرکئن به طور رسمی ۴٫۰۳ میلیارد سال پیش تعریف شده است. این تقسیم‌بندی براساس مطالعات انجام شده روی نمونه‌ای دیگر از پی‌سنگ‌های کانادا به نام مجموعه گنیس اکاستا صورت گرفته است. پژوهشگران از دانشگاه اتاوا، دانشگاه کارلتون و موسسه ملی تحقیقات توسعه پایدار فرانسه، تحقیقات خود را به منظور بررسی اعتبار کمربند نووآگیتوک به عنوان یک سند مهم از دوران هادئن انجام دادند و درصدد بودند تا روشن کنند آیا این کمربند می‌تواند یکی از مدارک کلیدی در شناخت دوران زمین‌شناسی قدیم به شمار آید یا خیر.

یکی از مهم‌ترین روش‌های برآورد سن سنگ‌ها در این منطقه، تحلیل نسبت ایزوتوپی نئودیمیوم-۱۴۲ به نئودیمیوم-۱۴۴ است. اگرچه هر دو ایزوتوپ به عنصر نئودیمیوم تعلق دارند، اما تاریخچه‌ای متفاوت دارند. نئودیمیوم-۱۴۲ حاصل واپاشی آلفای ساماریوم-۱۴۶ است که نیمه‌عمر آن حدود صد میلیون سال است. این بدان معناست که تقریبا تمام ساماریوم-۱۴۶ تا حدود ۴ میلیارد سال پیش از زمین حذف شده است. در سنگ‌هایی که کمتر از ۴ میلیارد سال قدمت دارند، نسبت این دو ایزوتوپ ثابت است، اما در سنگ‌های قدیمی‌تر، این نسبت‌ها متغیر و وابسته به میزان ساماریوم موجود است.

نتایج تحقیقات پیشین درباره سن دقیق سنگ‌های این منطقه مورد تردید قرار گرفته بود، چرا که مدل‌های جدید نشان می‌دهند ممکن است این سنگ‌ها حاوی ترکیباتی باشند که منشا آن‌ها گوشته زمین است. با این حال، پژوهشگران با انجام اندازه‌گیری‌های ایزوتوپی بر نفوذهای سنگی در کمربند نووآگیتوک، سن این نفوذها را حدود ۴٫۱۶ میلیارد سال تخمین زده‌اند. نفوذهای سنگی در واقع جریان‌های مذابی هستند که به داخل سنگ‌های قدیمی‌تر نفوذ کرده‌اند و معمولا باید از سنگ‌های میزبان جوان‌تر باشند.

با توجه به اینکه نفوذهای مذکور سن مشخصی دارند، سنگ‌های اصلی که قدیمی‌تر هستند باید حداقل به همان اندازه یا بیشتر قدمت داشته باشند. این یافته به‌طور قابل توجهی احتمال صحت نظریه‌ای که بیان می‌کند سنگ‌های نووآگیتوک از دوران هادئن هستند را افزایش می‌دهد. نویسندگان تحقیق اذعان دارند که ممکن است توضیحات دیگری نیز وجود داشته باشد، اما این توضیحات مستلزم وقوع اتفاقات بسیار نادری هستند که احتمال وقوع آن‌ها بسیار کم ارزیابی می‌شود.

برای اینکه نظریه جایگزین مورد قبول واقع شود، باید دو بخش مجزا از مواد گوشته زمین به صورت کاملاً جدا و بدون اختلاط با سایر مواد حفظ شده باشند و سپس به‌طور مستقل و همزمان با سنگ‌هایی که بعدها بخشی از کمربند سنگی شده‌اند، واکنش نشان داده باشند. چنین شرایطی به دلیل پیچیدگی بسیار زیاد و احتمال وقوع بسیار پایین، از نظر پژوهشگران بسیار بعید به نظر می‌رسد.

تا کنون شناخته شده‌ترین بلورهای بازمانده از دوران هادئن مربوط به منطقه جک هیلز در غرب استرالیا است. اما این نمونه‌ها عمدتاً ذرات بسیار ریز زیرکن هستند که مدت‌ها پیش از سنگ‌های اصلی خود جدا شده‌اند و غالباً در سنگ‌های جوان‌تر وارد شده و تحت فرسایش مجدد قرار گرفته‌اند. این مسأله باعث شده تا درک دقیقی از قدمت واقعی سنگ‌های اصلی تا حدی دشوار باشد.

نتایج تحقیقات جدید به گونه‌ای است که ادعای آمریکا مبنی بر دارا بودن قدیمی‌ترین سنگ‌های جهان را به شدت زیر سوال می‌برد، زیرا قدیمی‌ترین سنگ‌ها در مناطقی بسیار دورتر و در شمال کانادا کشف شده‌اند. این یافته می‌تواند نگاه زمین‌شناسی جهانی را نسبت به دوران هادئن و چگونگی شکل‌گیری نخستین پوسته‌های زمین دگرگون سازد و اهمیت کمربند نووآگیتوک را به عنوان یک منطقه کلیدی در مطالعات زمین‌شناسی افزایش دهد.